“3D打印誕生30年,產業化遠未形成。雖然3D打印的名氣很大,但到今天仍然處于科普階段。對于3D打印究竟是一項什么技術,3D打印技術應用于哪些方面,3D打印技術與傳統制造技術是什么關系,人們知道的很少。”在近日舉行的第二屆世界3D打印技術產業大會上,世界3D打印技術產業聯盟秘書長、中國3D打印技術產業聯盟執行理事長羅軍表示。
雖然3D打印技術在新產品開發、模具模型、再制造、生物醫學、文化創意、工業設計等領域均得到成功應用,但是今天人們對3D打印技術的認識才剛剛開始。
業內專家指出,3D打印技術作為一項基礎性的應用技術,與互聯網技術、智能材料技術、數字制造技術的結合,將是下一代3D打印技術發展的方向??赡?-5年以后,3D打印技術將會提升到一個新的水平。
提升改造傳統制造業
除了打印出身邊常見的生活用品外,3D打印在建筑等領域的應用也顯現出巨大潛力。3D打印企業青島尤尼科技公司研發出世界最大的3D建筑打印機、世界第一臺真人蠟像3D打印機、亞洲第一臺工業級全彩樹脂3D打印機,其中3D建筑打印機長、寬、高各12米,預計6個月打印完成一棟7米見方的仿天壇中國古典建筑,材料采用石墨烯加強玻璃鋼。這個巨型打印機看似笨重,但有著非常精細的“手藝”,它將擠壓成為半熔融狀態的打印材料層層堆積在基礎地板上,利用相關數據資料直接建構出原型。它的打印精度可以控制在毫米以內,對于注重精度的傳統建筑行業來說,這是一個跨越。
此外,3D打印已經被運用在文化創意、文物修復、生物醫療、工業設計等多個領域。如在航空航天器材上,一些關鍵零部件采用3D打印一次成型,使得其功能更加實用,體積和重量大幅減少;在醫療領域,3D打印被運用于牙齒再造和骨骼修復等方面,從而使治療更加精準。
對于3D打印技術是否可能引起傳統制造產業變革,業內專家有不同的看法。
“3D打印技術使傳統制造技術進一步優化。”中國科學院寧波材料技術與工程研究所高級研究員、中國3D打印技術產業聯盟副理事長張文武表示,3D打印有其獨特的優勢,它能使復雜的結構設計變成現實,并能在制造過程中減少成本和節省時間,3D打印產品將更加智能化。3D打印只屬于制造業三種類型中的一種,“不能將3D打印視作一劑萬能藥,它不可能在制造業中包打天下。3D打印技術的發展趨勢應該是與傳統制造技術相得益彰、互惠共贏的。”
華中科技大學快速制造中心主任史玉升認為,3D打印技術不可能顛覆傳統產業,這一技術是對傳統制造方法的補充和完善,將過去一些傳統方法做不了的用3D打印技術做出來,同時還可避免傳統制造耗能耗材、污染環境的缺點。
由于受制于材料等因素,3D打印目前能夠應用的范圍仍然有限,與龐大的傳統制造相比仍存在較大差距?,F在通過3D打印出來的產品基本上都是單一材料,而且現有的材料種類并不多,這將在很大程度上制約3D打印技術的推廣應用。
業內人士認為,3D打印技術為提升制造水平和構建新的商業模式提供了可能,傳統產業應該抓住這一機遇,形成新的盈利增長點。
亟待產業化發展
“2013年世界3D打印產業的產值約200億元,我國3D打印產業產值約為20億元,預計今年我國3D打印業產值將達到40億-50億元的規模。”羅軍預計,如果發展順利,到2020年3D打印產業有望實行全面產業化,未來3-5年是中國3D打印發展的重要窗口期。
“與國外相比,中國的市場規模仍十分有限,但這也意味著巨大的放量空間。”羅軍表示,其中,工業級3D打印的應用空間將最為明顯,大量的傳統制造企業基本上都能找到與3D打印技術的結合點,而生物醫藥領域的應用則最被看好。
“但是3D打印技術誕生30年,至今沒有產業化,最關鍵的原因是缺乏成熟的商業模式。目前大多數企業還是沿襲傳統制造業的老路,生產設備賣設備。在用戶并不知道3D打印技術如何運用的情況下,顯然這條路子是走不通的。”羅軍表示。
此外,制約3D打印技術產業化的因素主要還有兩個方面。一是成本較高。比如打印3D頭像服務收費都在200元以上,3D打印設備和耗材價格較高,導致應用端的服務價格居高不下。二是應用不足。由于還無法打印神經、血管等組織,現在的細胞打印在醫學方面的應用非常有限。
對于3D打印產業今后的發展,羅軍表示,一是要加大科研投入,引導科研與傳統產業的轉型升級相結合;二是加強國際對話合作,走在國際技術前沿;三是抱團發展,集群發展;四是充分發揮市場機制的作用。
業內人士認為,整個產業的大發展除了3D打印機的功能要加強以及成本要降低外,還需要材料的發展能夠多樣性、功能化,才可能推動整個3D打印產業的大發展。
應用市場考驗3D打印
“未來3-5年,誰最先打開3D打印的應用市場,誰就有可能引領3D打印產業的發展。”羅軍表示,今后幾年是全球3D打印產業的重要發展期,能否闖過“應用市場”這一關,將決定產業的未來。
在手機里下載安裝“3D人偶相機”應用后,只需要拍一張正面照,選擇自己喜歡的造型,調整頭發、表情、眼鏡等,就可以生成屬于自己的個性3D人偶。海爾全球首發的3D人偶相機能夠達到80%的相似度。海爾集團技術研發中心總監馬國軍表示:“沒有打印不出來的,只有你想不到的。”
除了定制個性人偶外,通過桌面級、工業級、生物醫學級等各種層級的3D打印機,金屬粉末、陶瓷、尼龍、光敏樹脂等各種材料被“打印”成衣服、發動機甚至人體的骨骼,充滿神奇色彩的3D打印,離人們的生活似乎越來越近。
說起3D打印的應用,美國Stratasys大中華區總經理汪祥艮表示:“基本上沒有哪個行業不被3D打印涉足到,只是深度不一樣。”